II. Ueber den neuen Dampfhammer, welchen Hr. Türck, Director der Eisenbahn-Werkstätten zu Chartres, construirte; Bericht des Bergingenieurs Leseure. Aus den Annales des Mines, fünfte Reihe, Bd. VIII S. 533. Mit Abbildungen auf Tab. I. Ueber Turck's neue Dampfhammer. Der Dampfstempelhammer leistet jetzt in der Industrie, namentlich zum Ausschmieden großer Eisenstücke, bedeutende Dienste. In den Maschinenwerkstätten aber, wo die anzufertigenden schmiedeisernen Theile meistens geringere Größen haben, ist dieser Hammer minder zweckmäßig, weil sein Betrieb zu kostbar wird. Der Stempel gibt nämlich in der Minute eine zu beschränkte Anzahl von Schlägen, und man muß daher zur Erlangung einer gegebenen Wirkung eine sehr bedeutende Dampf- und Brennmaterialmenge aufwenden. Der Dampf wirkt einfach und ohne Expansion; durch die Abkühlung des Cylinders bei jedem Ausströmen wird eine reichliche Condensation desselben veranlaßt, auch ist eine große Dampfmenge erforderlich um den freien Raum zwischen dem Kolben und dem Cylinderboden auszufüllen, ein Raum, dessen Höhe derjenigen des geschmiedeten Stückes wenigstens gleich ist. Hr. Türck hat einen Stempeldampfhammer zu construiren gesucht, welcher frei von diesen Nachtheilen ist und eine sehr ausgedehnte Anwendung gestattet. Da angenommen werden darf, daß die Stärke des Schlags proportional dem Gewicht multiplicirt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ist, so ersetzt er die starken Massen der älteren Hämmer durch leichtere, denen er eine größere Geschwindigkeit ertheilt. Zur Erreichung seines Zwecks hat Hr. Türck eine Reihe von sehr sinnreichen Constructionen ausgedacht, die in jeder Hinsicht Beachtung verdienen. Die Schwere spielt nicht mehr die Hauptrolle bei der Bewegung des Stempels und die Geschwindigkeit rührt im Wesentlichen von der Wirkung des Dampfes über dem Kolben her. Ist seine Construction auch nicht das erste Beispiel von einem leichten Hammer mit großer Geschwindigkeit, so kennen wir doch keine glücklichere und praktischere Lösung der Aufgabe, wie man aus dem Nachstehenden ersehen wird. Beschreibung des Apparates. – Der Dampfcylinder B (Fig. 1 und 2) ist an dem gußeisernen Gerüst A festgeschraubt, dessen Form die Abbildungen verdeutlichen und welches aus einem Stück gegossen ist. Die gußeiserne Chabotte F ist unabhängig von dem Gerüst; sie liegt auf einer einfachen Reihe von Hölzern, gegen die man von unten Erde treibt, in dem Maaße als die Stöße den Boden zusammendrücken. Sie nimmt den stählernen Amboß G auf, der mit Keilen befestigt und in die richtige Stellung gebracht wird. Am untern Ende des Stempels ist eine verstählte Bahn H angebracht, die nur durch einen Schließkeil mit jenem verbunden ist und daher nach Belieben eingesetzt oder weggenommen werden kann. Der Kolben p mit Metallliederung ist mit zwei Gegenmuttern versehen, die ihn unveränderlich festhalten. Die dicke Kolbenstange C ist mit dem Kolben aus einem Stück geschmiedet, um Brüche und Störungen der Verbindungen zu verhindern, welche bei den gewöhnlichen Stempelhämmern sehr häufig sind. Die Stärke dieser Stange verbürgt ihre Festigkeit und man wird sehen, daß sie eine wesentliche Rolle bei dem Betriebe des Hammers spielt. Die Eisenstücke g, g, sind die Führer des Stempels und können einander genähert oder in dem Maaße als sie sich abnutzen, leicht ausgewechselt werden. Die gußeisernen Platten r, r erhalten den Stempel zwischen seinen Führern. Der Cylinderdeckel D ist mit einem Stößer E versehen, welcher aus Kautschukscheiben besteht und den Zweck hat, in dem ausnahmsweisen Fall zu wirken, wo eine eingetretene Störung der Vertheilung den Kolben veranlaßt gegen den Cylinderdeckel zu stoßen. Die Platte m, der Hülfssitz des Schiebers t, hat den Zweck, den Dampfdruck zu tragen und die Bewegung des Schiebers zu erleichtern, welcher von einem zu großen Seitendruck befreit ist und daher eine längere Dauer hat. Der Dampf strömt mittelst der Röhre a vom Kessel herbei und entweicht durch die Röhre s in die Atmosphäre. Die Canäle c' und c führen den Dampf über und unter den Kolben. Man kann nun, je nachdem es für zweckmäßig erkannt wird, zur Bewegung des Schiebers das eine oder das andere der beiden nachstehend beschriebenen Systeme anwenden. 1) Ein lederner Laufriemen z (Fig. 5) ist bei b mittelst eines Gelenkes mit dem Stempel verbunden und läuft um die Scheibe p', die er während der auf- und niedergehenden Bewegung des Stempels umdreht. Die Scheibe ist schwer und setzt daher durch die erlangte lebendige Kraft ihre Drehung fort; auch ist der Laufriemen z so lang, daß er diese fernere Drehung gestattet, wenn der Stempel still steht. Der mit der Scheibe verbundene Daumen q ertheilt stets die erforderliche Impulsion dem Hebel n und mittelst der Stange l dem Schieber. Die Curve dieses Daumens ist so construirt, daß sich der Dampf am Ende des Aufganges zusammenpreßt und daß vor dem Ende des Niedergangs eine Expansion entsteht. 2) Das zweite System der Bewegung gewährt den Vortheil, daß es beliebige Veränderungen im Laufe des Hammers gestattet und ist doch nicht complicirter. Ein Knopf b (Fig. 2, 3 und 4), welcher an dem Stempel befestigt ist, trägt einen Daumen d, der sich frei um jenen drehen kann und dessen Schwerpunkt außerhalb der Achse des Knopfes fällt. Dieser Daumen drückt wechselsweise gegen den Hebel e oder f; ersterer bewirkt das Ausströmen des Dampfes, und letzterer das Einströmen des Dampfes auf den Kolben. Ihre Bewegungen sind durch die mit Gelenken versehenen Hebel h, h' und diese durch die Stange k mit einander verbunden; die Stange l überträgt die Bewegung mittelst eines letzten Hebels n auf den Schieber. Ein an der Dampfröhre angebrachter Hahn dient zur Regulirung der Stärke der Schläge. Eine am Boden des Cylinders angebrachte Rinne nimmt das Condensationswasser auf und gießt es nach u aus, so daß an der Kolbenstange C nur wenig hinabläuft. Wenn die Schieberstange unter der Büchse herauskommt, so tröpfelt das Wasser unaufhörlich ab, weßhalb man die von oben niederwärts gehende Bewegungsmittheilung anwendet. Das in der Schieberbüchse sich bildende Condensationswasser fällt alsdann auch durch die Leitung c dem Reservoir u zu. Zur Vervollständigung dieser Beschreibung haben wir noch Folgendes zu bemerken. Der Hebedaumen d dient nicht bloß bei der zweiten Art der Schieberbewegung zur Uebertragung der Bewegung des Stempels auf den Vertheilungsschieber; sondern da sein Schwerpunkt außerhalb des Knopfes b fällt, so vollendet er seine Bewegung durch seine lebendige Kraft, mag der Stempelhammer in irgendwelcher Höhe aufgehalten werden. Der Schieber kann seinen Aufgang vollenden, und der Stempel geht vom Ausgangs- oder Ruhepunkte an aufwärts. Der schädliche Raum umfaßt nur die Leitung c' und den Raum zwischen dem Cylinderboden und der obern Seite des ruhenden Kolbens; er ist bedeutend vermindert und sein Einfluß durch die Zusammenpressung des Dampfes fast ganz aufgehoben. Betrieb des Apparates. – Die vorhergehende Beschreibung hat gezeigt, daß der Dampf fortwährend und so wie er vom Kessel kommt, unter dem Kolben wirkt. Wegen des großen Durchmessers der Stange aber drückt er nur auf einen Theil der Kolbenoberfläche. Dagegen ist die andere, obere Fläche des Kolbens gänzlich der Einwirkung des durch die obere Leitung c' herbeiströmenden Dampfes ausgesetzt. Durch diese Oberflächendifferenz entsteht eine effective Kraft, die mit dem Gewicht zusammenwirkt um den Kolben von oben nach unten zu treiben. In Fig. 1 hat der Kolben das obere Ende seines Laufes erreicht. Der Schieber t hat die Admissionsöffnung c' über dem Kolben entblößt, und nach dem Gesagten wird derselbe niedergestoßen. Der Hebedaumen d wirkt auf den Hebel e (Fig. 2 und 3), und mittelst der erwähnten zwei Hebel und der Stange l nimmt der Schieber die in Fig. 4 angegebene Stellung ein. Der Admissionscanal c' ist nun geschlossen; der Kolben hat fast die Hälfte seines Laufes erreicht. Von diesem Augenblick an ist der Hebel e der Richtung des Daumens parallel; jener bleibt daher unbeweglich und der Dampf wirkt durch Expansion. Wenn der Stempel das zu bearbeitende Stück erreicht, so dreht sich der lange Arm des Hebedaumens d, in Folge seiner lebendigen Kraft, um den Knopf b und stößt in der Art gegen den Hebel e, daß derselbe den Schieber in die Stellung Fig. 6 bringt. Die Verbindung des Cylinders mit der Ausströmungsöffnung s ist hergestellt, und da nun der im obern Theil des Cylinders befindliche Dampf in die Atmosphäre entweicht, so hebt der bleibende Druck unter dem Kolben denselben wiederum und führt ihn zum Ausgangspunkte zurück. Es versteht sich, daß alle diese Bewegungen sehr schnell, fast augenblicklich hinter einander folgen. Es hat jedoch der Hebel e durch seinen Zurücktritt den Hebel f vorwärts geschoben und mit dem Daumen in Berührung gebracht. Vom Anfang des Aufsteigens an bewegt der von dem Hebel f gedrückte Daumen sich so lange an dem Knopf b, bis dieser gegen den Aufhalter b' tritt. Alsdann drückt der Daumen seinerseits gegen den Hebel f und schiebt ihn zurück, so daß bei zwei Dritteln des Aufganges der Schieber in die Stellung Fig. 4 zurückgebracht ist. Der Dampf drückt sich im obern Theile des Cylinders zusammen, unterbricht die aufgehende Bewegung und bereitet sich für eine neue Admission vor. Am Ende des Laufes haben der Schieber und die Hebel e und f die in Fig. 1 angegebene Stellung wieder erlangt. Die Bewegung, welche durch die Scheibe und den Laufriemen erlangt wird, ist aus Fig. 5 ersichtlich. Jede gewünschte Verminderung der Stärke und Schnelligkeit der Schläge läßt sich mit der größten Leichtigkeit mittelst eines Hahns bewirken, der das Einströmen des Dampfes regulirt. Theoretische Betrachtungen. – Wir wollen nun mittelst annähernder Berechnungen den Türck'schen Dampfhammer mit den früheren, z.B. dem Cavé'schen, vergleichen. Als Beispiel wählen wir den in der Eisenbahnwerkstatt zu Chartres im Betriebe stehenden Stempelhammer. Er wiegt 200 Kilogr. Der Cylinderdurchmesser beträgt 0,16 und der Kolbenstangendurchmesser 0,10 Met. Die einander entsprechenden Oberflächen über und unter dem Kolben betragen 201 und 78 Quadratcentimeter, und die eigentlich wirkende ist die letztere. Wenn der Dampf mit 2 1/2 Atmosphären Druck einströmt, so beträgt der dem Gewicht hinzugefügte Druck 201 Kilogr.; zusammen 401 Kilogr. Wenn aber, wie es in der Praxis häufig der Fall ist, der Dampfdruck 4. Atmosphären beträgt, so wird die effective Kraft 322 + 200 = 522 Kilogr. betragen. Nehmen wir jetzt an, daß der Dampf während des ganzen Kolbenlaufs mit vollem Druck wirkt, so ist leicht zu bestimmen, welches Gewicht man einem Stempel, welcher bloß in Folge der Schwere fällt, geben müßte um einen Stoß von gleicher Stärke zu erlangen. Im letztern Fall ist die Formel PV² entsprechend 2 Pgh; und bei dem Türck'schen System entsprechend P' . 2 F/P' g . h, oder 2 . F . g . h. Dieses Gewicht wäre nämlich die Anzahl Kilogramme, welche die Kraft ausdrücken, womit der Stempel niedergeht. Der Vortheil ist groß; Türck erhält mit einem Hammer von 200 Kilogr. Gewicht denselben Effect wie mit einem von 400 oder 522 Kilogr., je nach dem Druck des treibenden Dampfes. Dieß ist aber noch nicht alles: ein Hammer von 522 Kilogr. würde bei dem gewöhnlichen System einen Gesammtdruck von nicht weniger als 750 Kilogr. erfordern, um sowohl die gehörige aufsteigende Geschwindigkeit zu erzielen, als die Reibung etc. zu überwinden. Der Cylinder müßte einen Querschnitt von 242 Quadratcentimetern statt 201 haben. Die Dampfersparung würde daher bei gleichem Kolbenzug 1/6 betragen. Die Expansion, welche bei den Türck'schen Dampfstempelhämmern stattfindet, haben wir bei dieser Berechnung unberücksichtigt gelassen, während sie einen beträchtlichen Vortheil gewährt. So ergibt z.B. die genaue Berechnung für eine Expansion von 1/2, daß man mit dem Hammer von 200 Kilogr. und einem Dampfdruck von 2 1/2 Atmosphären, denselben Schlag erhält, wie mit einem Hammer von 370 Kilogr., welcher durch sein eigenes Gewicht fällt. Die Ersparung an Dampf betrüge daher 70 Proc. bei einem Kolbenlauf von 1 Meter. Wenn der effective Druck im Dampfcylinder 4 Atmosphären beträgt, so erlangt man dieselbe Wirkung wie mit einem gewöhnlichen Stempelhammer von 470 Kilogr. Gewicht, und die Dampfersparung, wie sie sich aus der Differenz der Cylinderquerschnitte und aus der Expansion berechnet, würde bei einem Kolbenlauf von 1 Meter 75 Procent betragen. Vortheile des neuen Dampfhammers: 1) Dampfersparung. – Wir haben obige Berechnungen nur behufs einer annähernden Abschätzung gemacht. Selbst bei den gewöhnlichen Stempeln findet eine Art von Expansion des Dampfes statt, weil der Hammer nicht in dem Augenblicke stehen bleibt, wo die Ausströmung beginnt. Er steigt noch um eine gewisse Höhe aufwärts, die jedoch niemals ein Viertel des ganzen Kolbenlaufes erreicht. Die gegebenen Ziffern würden auch für einen Kolbenlauf von 0,70 Meter, wie er gewöhnlich stattfindet, geringer seyn. Dagegen kommt bei dem neuen System der schädliche Raum fast gar nicht in Betracht. Die Condensation bleibt dieselbe wie bei den gewöhnlichen Maschinen, weil der Dampf fortwährend unter dem Kolben vorhanden ist. Hr. Türck bekleidet den Dampfcylinder mit Holz, und wir erinnern, daß der Dampf sich während der Beendigung des Stempelaufganges zusammendrückt; auf diese Weise wird einem Dampfverlust vorgebeugt. Nach Allem kann man annehmen daß die Ersparung an Dampf mittelst des neuen Hammers oft bis 60 Procent betragen muß. 2) Geschwindigkeit der Schläge. – Die Hammerschläge erfolgen sehr schnell, um ein Drittel schneller als bei den Cavé'schen Hämmern. Der Kolben geht auch fast eben so schnell aufwärts, weil fortwährend Dampf unter ihm vorhanden ist, welcher nach dem Schlage fast augenblicklich wirkt. Diese Wirkung des Dampfes ist so schnell und so kräftig, daß sie ohne die Wirkung der Zusammenpressung, welche sich im letzten Drittel des Aufganges fühlbar macht und die Aufgangsgeschwindigkeit nach und nach aufhebt, offenbar schädlich seyn würde; sobald die Admission dem Dampfe geöffnet ist, wird der Hammer von Neuem niedergeschleudert. Der Türck'sche Dampfhammer gibt leicht 100 Schläge in der Minute und würde bei einem Dampfdruck von 4 bis 5 Atmosphären im Cylinder auch 150 Schläge machen können. 3) Die Vertheilung wird durch die Maschine bewirkt – Der von Hrn. Türck bei seinem Apparat angewendete Mechanismus gestattet dessen Betrieb ohne Beihülfe von Menschenhänden. Bei dem Nasmyth'schen Hammer ist das System, welches die Höhe des Hubes verändert, sehr complicirt. Bei Türcks System ist aber der Vertheilungsmechanismus eben so einfach als fest; anstatt die Höhe des Falles oder die Hubhöhe zu verändern, regulirt man die Geschwindigkeit und die Kraft der Schläge mittelst des Hahns durch welchen die Dämpfe vom Kessel her einströmen. 4) Geringere Anlagekosten. – Für einen gleich starken Schlag ist bei dem neuen Hammer das Gewicht des Stempels bedeutend vermindert. Die Dimensionen des Cylinders, des Gerüstes, des Kolbens etc. sind ebenfalls geringer. Da überdieß die Anzahl der Schläge die doppelte ist, so sind die Leistungen eines solchen Hammers eben so bedeutend als die von zwei gewöhnlichen Stempelhämmern. 5) Ersparung an Arbeitslohn und Brennmaterial. – Wir brauchen kaum zu bemerken, daß der sehr geschwind gehende Dampfhammer doppelt so viele Stücke bei gleicher Anzahl von Hitzen auszuschmieden vermag. Dadurch werden aber die Arbeitslöhne für die Schmiede und die Kosten für das Brennmaterial zum Wärmen der Stücke auf die Hälfte ihres Betrages bei den gewöhnlichen Stempelhämmern vermindert. Folgerungen. – Die Verbesserungen, welche Hr. Türck an den Dampf-Stempelhämmern eingeführt hat, sind besonders vortheilhaft für die Maschinenbauwerkstätten und die Eisenhütten, wo Maschinentheile von Mittlern oder kleinen Dimensionen, wie Stäbe, Wagenachsen, Pflugeisen etc. auszuschmieden sind. Der neue Stempelhammer entspricht allen Anforderungen einer guten Fabrikation; er beschleunigt die Arbeit, und erspart an Ausgaben für Anlage, Aufstellung und Betrieb des Apparates. Ueberdieß kann er zu allen Arten von Arbeiten benutzt werden. Zum Schmieden großer Stücke und zu einigen besondern Arbeiten des Hüttenbetriebes sind bekanntlich sehr schwere Hämmer erforderlich; um in diesen Fällen das Türck'sche System zum Betriebe des Stempels anzuwenden, braucht man nur den Durchmesser der Stange zu vermindern und das Gewicht des Hammers zu vermehren; man würde die Zusammenpressung und die Expansion des Dampfes benutzen, und den Dampfverlust durch den schädlichen Raum vermeiden; dadurch würde man eine Dampfersparung erreichen, welche sich auf 30 Procent belaufen könnte, und zugleich einen Theil der oben erwähnten Vortheile erzielen.